第一章 緒論
第一節 研究動機與目的
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第一章 緒論
第一節 研究動機與目的
全球定位系統（Global Positioning System, GPS）之定位模式主要可分 為單點定位與相對定位，其中相對定位至少需要兩部接收儀。在相對定位 中，一部安置在參考站（坐標已知），另一部則安置在移動站（坐標未知）。 兩部接收儀需同時接收四顆以上 GPS 衛星訊號，透過差分方法可消除或降 低參考站與移動站之共同誤差，如對流層誤差、電離層誤差、接收儀鐘差 及衛星鐘差等。差分觀測量經平差後可獲得參考站與移動站之基線分量，
藉以計算移動站之坐標。單點定位則是以單一接收儀接收 GPS 衛星訊號，
透過衛星軌道資料、訊號組合及數學模式等，消除定位誤差以獲得接收儀 位置坐標。單點定位又可分為單點定位（Single Point Positioning, SPP）與 精密單點定位（Precise Point Positioning, PPP），其中 SPP 使用廣播星曆及 虛擬距離觀測量；而 PPP 使用精密星曆、虛擬距離觀測量和載波相位觀測 量。在定位精度方面，SPP 的定位精度約為 1～10m；若使用 24 小時觀測 量計算之 PPP，定位精度可達 0.01m 左右，可與相對定位精度相比擬(林老 生，2009)。
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線性組合（Linear Combination, LC），以消除電離層大部分的誤差，即電離 層第一階項誤差。然而，LC 並無法消除電離層第二、三階等高階項誤差。‧ 國
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因此，對於高精度 GPS 測量應用，如地殼變形監測、界址點測量等，欲滿 足其精度需求，就必須考慮電離層第二、三階等高階項誤差對定位之影響 (Petrie, Hernández-Pajares, Spalla, Moore, and King, 2011)。
台灣位於電離層赤道區（如圖 1-01 所示），此區域之電離層電子含量 變化較為劇烈，而電離層高階項誤差量又與電離層總電子含量直接相關，
因此電離層高階項誤差量之變化也較大。本研究欲探討是否改正電離層高 階項誤差，對於 PPP 定位精度之影響，而台灣地區電離層電子含量變化大，
理論上電離層高階項誤差之變化也較大，故採用台灣地區之 GPS 觀測資料 進行實驗。由於電離層高階項誤差會受到地球磁場及太陽活動影響(Hoque and Jakowski, 2007)，因此，本研究採用台灣不同季節、地點之觀測檔案，
以 RINEX_HO 估計電離層高階項誤差量，並產製改正後的 GPS RINEX 觀 測檔案。接著將改正電離層高階項誤差前、後之觀測檔案以 gLAB 進行精 密單點定位、AUPOS 產製之坐標作為位置基準，以評估改正高階電離層誤 差於不同季節、地區，對於提昇精密單點定位精度之效益。本研究之目的 如下：
1. 比較不同方向誤差，改正電離層高階項誤差對於 PPP 之精度效益。
2. 比較不同太陽活動時期，改正電離層高階項誤差對於 PPP 之精度效 益。
3. 比較不同季節，改正電離層高階項誤差對於 PPP 之精度效益。
4. 比較不同地區，改正電離層高階項誤差對於 PPP 之精度效益。
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圖 1-01 電離層地理分區 (Wanninger, 1994)
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3. 實驗軟體：介紹、說明如何使用 RINEX_HO、gLAB 程式與 AUPOS 線上服務。
4. 實驗資料：說明觀測資料之選擇。
5. 實驗方法：說明如何比較改正前、後觀測檔案之定位結果，以評估 改正電離層高階項誤差後，對於 PPP 之精度效益。